ACS600 变频器在高炉料车上的应用
日期：2008-3-18 16:13:56 来源：本站整理
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随着电力电子与计算机技术的发展，使得变频器的性能更趋完善。作为对交流电动机的一种控制方法，近年来在电气传动领域中得到广泛的应用。在中、小高炉上料车的常规电气传动方式中，一般分为：交流和直流电动机传动，比较常用的传动方式为：三相交流绕线式异步电动机。几年来在新建和改造的300M3以下高炉上料传动系统中，应用了变频器。运行实践证明：传动系统的效率得到较大提高，满足了生产工艺的需求。
一、 常规电器电气传动系统
上料车采用三相交流绕线式异步电动机，继电器---接触器控制方式，电机转子串电阻调速。该系统在运行过程中存在不足：
（1） 继电器---接触器控制，元器件多，线路接点多，运行中故障率高，系统的运行正常受到影响。
（2） 转子串电阻使得机械特性变软，对负载的变化适应性差。调速过程中消耗在转子回路中的电能随转速的降低而增加，转速俞低同时电机的效率俞差。减速时电机存在的再生发电效应，对电网产生影响。
（3） 起动加速时冲击力较大且变化不均匀，造成传动机械设备较大的冲击，影响机械设备的使用寿命，严重时损坏机械设备，造成事故。
（4） 受供电电网波动影响，低于360 V 时，料车在料量较重的情况下启动较困难，严重时甚至启动不起来。
（5） 受装置一定影响，其上料速度不可调整，较难适应高炉工艺技术的需求。
(6) 由于上料车内的物料重量变化较大，料车到达上、下位置停车点的行程不易调整，易出现冲过行程位置现象。
转子串电阻调速系统固有的特性，已满足不了高炉稳产、高产的需求。上料车交流电气传动系统应用变频器是解决上诉问题不足的有效途径之一。
二、变频器控制交流电气传动系统
高炉上料车调速属恒转矩调速。实现恒转矩调速，需保持电动机电动势与频率成正比。变频器的输出特性：输出电压U与频率F成正比。变频器在基频0 ~ f0之间（如图一示）, 可基本视为恒转矩调速。即适应上料车的调速性能。
（1）三相交流异步电动机
型号：YZR280M-8 功率： 75KW
电压： 380V
频率：50HZ 电流： 150 A 转速： 720 转/分
将转子输出端采用导线短接，以使用该类型电动机的高转矩特性。
（2）变频器的选择
型号：ACS604-0140-3 （负载特性：重载）
技术参数：
1、负载周期（2/15S）： I2hd 178 A
I2hdmax 356 A
2、Shd 120 KVA 3、Phd 90 KW
4、Phd 125 HP 5、频率分辨； 0.01 HZ
6、功率极限： 1.5 Phd 7、过流保护： 3.5 I2hd
8、弱磁点： 8～300 HZ；。 9、开关频率： 3 KHZ
10、电机电缆推荐长度： 300 米。
11、输入侧电源保护： 快速熔断路器。
12、软件应用： 标准工厂宏应用程序。
（3）外部装置与控制连接
变频器装于具有密闭措施的GGD型柜体内，按变频器使用要求柜内装置排风扇通风冷却。根据实际需求，选择外部集中控制。系统为开环控制；变频器控制端子输入均为开关量，输出主要为开关量控制、模拟量监测。同时，部分开关量、模拟量送入高炉上料系统PLC以实现高炉上配料过程自动化。
上料车在减速或外部机械制动器制动时，电动机产生再生回馈发电效应。再生的电能通过变频器内部的半导体器件造成直流母线的电压生高，快速生高的电压靠变频器的内部阻容吸收回路已不能迅速抑制，若直流母线电压超过过压控制极限，变频器过压报警，严重时将损坏内部功率器件。因此，外部加装放电部件装置以抑制变频器内直流母线的过电压，保护变频器。
（4）变频器主要参数选择
序号 参数组 参 数 选 择 参 数 值
1 10.01 EXT1 STRT/STP/DIR DI1,2
2 .02 EXT2 STET/STP/DIR NOT SEL
3 12.01 CONST SPEED SEL SEL DI5,DI6
4 .02 CONST SPEED1 750
5 .03 CONST SPEED2 150
6 15.01 ANALOGUE OUTPUT1 SPEED
7 .03 MINIMUM A01 4
8 .06 ANALOGUE OUTPUT2 CURRENT
9 .08 INIMUM AO2 4
10 20.01 MINIMUM SPEED -750
11 .02 MAXIMUM SPEED +750
12 22.01 ACC/DEC 1/2 SEL ACC/DEC 1
13 .02 ACCELER TIME 1 5
14 .03 DECELER TIME 1 3
15 .04 ACCELER TIME 2 5
序号 参数组 参 数 选 择 参 数 值
16 .05 DECELER TIME 2 3
17 30.01 AIWW.W_PLC※JS_C,OM－PL,C－技.术_网
WW.W_PLCJS_COM－PLC－技.术_网
P.L.C.技.术.网——可编程控制器技术门户
一、 常规电器电气传动系统
WWW_PL※CJS_COM－PLC－技.术_网
上料车采用三相交流绕线式异步电动机，继电器---接触器控制方式，电机转子串电阻调速。该系统在运行过程中存在不足：
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（1） 继电器---接触器控制，元器件多，线路接点多，运行中故障率高，系统的运行正常受到影响。
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（2） 转子串电阻使得机械特性变软，对负载的变化适应性差。调速过程中消耗在转子回路中的电能随转速的降低而增加，转速俞低同时电机的效率俞差。减速时电机存在的再生发电效应，对电网产生影响。
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（3） 起动加速时冲击力较大且变化不均匀，造成传动机械设备较大的冲击，影响机械设备的使用寿命，严重时损坏机械设备，造成事故。
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（4） 受供电电网波动影响，低于360 V 时，料车在料量较重的情况下启动较困难，严重时甚至启动不起来。
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（5） 受装置一定影响，其上料速度不可调整，较难适应高炉工艺技术的需求。
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(6) 由于上料车内的物料重量变化较大，料车到达上、下位置停车点的行程不易调整，易出现冲过行程位置现象。
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转子串电阻调速系统固有的特性，已满足不了高炉稳产、高产的需求。上料车交流电气传动系统应用变频器是解决上诉问题不足的有效途径之一。
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二、变频器控制交流电气传动系统
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高炉上料车调速属恒转矩调速。实现恒转矩调速，需保持电动机电动势与频率成正比。变频器的输出特性：输出电压U与频率F成正比。变频器在基频0 ~ f0之间（如图一示）, 可基本视为恒转矩调速。即适应上料车的调速性能。
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——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
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（1）三相交流异步电动机
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型号：YZR280M-8 功率： 75KW
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电压： 380V
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频率：50HZ 电流： 150 A 转速： 720 转/分
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将转子输出端采用导线短接，以使用该类型电动机的高转矩特性。
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（2）变频器的选择
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型号：ACS604-0140-3 （负载特性：重载）
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技术参数：
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1、负载周期（2/15S）： I2hd 178 A
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I2hdmax 356 A
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2、Shd 120 KVA 3、Phd 90 KW
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4、Phd 125 HP 5、频率分辨； 0.01 HZ
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6、功率极限： 1.5 Phd 7、过流保护： 3.5 I2hd
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8、弱磁点： 8～300 HZ；。 9、开关频率： 3 KHZ
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10、电机电缆推荐长度： 300 米。
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11、输入侧电源保护： 快速熔断路器。
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12、软件应用： 标准工厂宏应用程序。
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（3）外部装置与控制连接
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变频器装于具有密闭措施的GGD型柜体内，按变频器使用要求柜内装置排风扇通风冷却。根据实际需求，选择外部集中控制。系统为开环控制；变频器控制端子输入均为开关量，输出主要为开关量控制、模拟量监测。同时，部分开关量、模拟量送入高炉上料系统PLC以实现高炉上配料过程自动化。
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上料车在减速或外部机械制动器制动时，电动机产生再生回馈发电效应。再生的电能通过变频器内部的半导体器件造成直流母线的电压生高，快速生高的电压靠变频器的内部阻容吸收回路已不能迅速抑制，若直流母线电压超过过压控制极限，变频器过压报警，严重时将损坏内部功率器件。因此，外部加装放电部件装置以抑制变频器内直流母线的过电压，保护变频器。
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（4）变频器主要参数选择
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序号 参数组 参 数 选 择 参 数 值
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1 10.01 EXT1 STRT/STP/DIR DI1,2
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2 .02 EXT2 STET/STP/DIR NOT SEL
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3 12.01 CONST SPEED SEL SEL DI5,DI6
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4 .02 CONST SPEED1 750
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5 .03 CONST SPEED2 150
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6 15.01 ANALOGUE OUTPUT1 SPEED
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7 .03 MINIMUM A01 4
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8 .06 ANALOGUE OUTPUT2 CURRENT
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9 .08 INIMUM AO2 4
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10 20.01 MINIMUM SPEED -750
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11 .02 MAXIMUM SPEED +750
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12 22.01 ACC/DEC 1/2 SEL ACC/DEC 1
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13 .02 ACCELER TIME 1 5
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14 .03 DECELER TIME 1 3
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15 .04 ACCELER TIME 2 5
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序号 参数组 参 数 选 择 参 数 值
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16 .05 DECELER TIME 2 3
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17 30.01 AI
18 .02 PANEL LOSS FAULT
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19 .03 EXTERNAL FAULT NOT SEL
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20 .04 MOT THERM PROT NO
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21 .05 MOT THERM P MODE DTC
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22 .06 MOTOR THERM TIME 5044.15 S
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23 .07 MOTOR LOAD CURVE 100%
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24 .08 ZERO SPEED LOAD 74%
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25 .09 BREAK POINT 45 HZ
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26 .10 STALL FUNCTION FAULT
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27 .11 STALL FREQ HI 20 HZ
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28 .12 STALL TIME 20 S
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29 .13 UNDERLOAD FUNC NO
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30 99.01 LANGUAGE ENGLISH
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31 .02 APPLICATION WACRO FACTORY
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32 .03 APPLIC RESTORE NO
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33 .04 MOTOR CTRL MODE DTC
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34 .05 MOTOR NOM VOLTAGE 380 V
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35 .06 MOTOR NOM CLRRENT 150 A
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36 .07 MOTOR NOM FREQ 50 HZ
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37 .08 MOTOR NOM SPEED 720 rpm
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38 .09 MOTOR NOM POWER 75 KW
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39 .10 MOTOR NOM RUN NO
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40 30.14 UNDERLOAD TIME 600 S
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41 .15 UNDERLOAD CURVE 1
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42 .16 MOTOR PHASE LOSS NO
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43 .17 ERATH FAULT FAULT
——可——编——程——控－制－器－技——术——门——户
44 .18 COMM FAULT FUNC FAULT
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45 .19 MAIN REF DS T-OUT 3 S
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46 .20 COMM FAULT RO/AO ZERO
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47 .21 AUX REF DS T-OUT 3 S
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三、运行效果
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变频调速和转子串电阻调速的数据测定。
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（1）数据比较
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名 称 转子串电阻调速 变频器调速 （电源侧）
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起 动 运 行 起 动 运 行
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电 流 A 330 138 102 36
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